Nuovi materiali compositi a matrice polimerica per la realizzazione di elementi di fissazione esterna

The aim of this work is to characterize the mechanical behavior of a new composite material with a polymer matrix, for its use in the realization of a component of the hexapod circular fixator as a substitute for traditional metals (stainless steel and aluminum). Analyzing the studies presents in literature, it was possible to predict the behavior of the polymeric matrix of the material after sterilization by gamma and beta radiation and ethylene oxide; the aim was to study the possible degradation and restriction of mechanical properties. In a second step, through the theory of micro-mechanics, assumpitions were made to simplify the model and the elastic modulus of the composite material was then calculated as the percentage of its reinforcement varied. The values obtained have been confirmed by those present in the literature and can be compared later with those that will be obtained from the tensile, compressive and bending mechanical tests.

Il presente lavoro tratta la caratterizzazione da un punto di vista meccanico di un nuovo materiale composito a matrice polimerica per il suo utilizzo nella realizzazione di un componente del fissatore esterno esapodalico come sostituto ai tradizionali metalli (acciaio inossidabile e alluminio). Analizzando gli studi presenti in letteratura, è stato possibile predire il comportamento della matrice polimerica del materiale dopo sterilizzazione mediante radiazione gamma e beta ed ossido di etilene; l’obiettivo è stato quello di studiarne l’eventuale degradazione e diminuzione delle proprietà meccaniche. In un secondo momento, tramite la teoria della micromeccanica, sono state fatte delle assunzioni per semplificare il modello ed è stato quindi calcolato il modulo elastico del materiale composito al variare del contenuto percentuale del suo rinforzo. I valori ottenuti sono stati confermati da quelli presenti in letteratura e potranno poi essere confrontati con quelli ricavati dai test meccanici a trazione, compressione e flessione.